有机污染物微生物降解与修复

针对农业生产过程中化学农药过量使用及工业污染导致的有毒污染物残留问题，进行农药、多环芳烃等化合物的降解性微生物资源收集与发掘，研究污染物降解代谢途径、降解关键酶基因克隆、遗传调控、降解关键酶的结构生物学与功能、催化机制与分子改造，研究降解性微生物在环境中生态学过程以及实际应用中的限制因子，开发农业环境微生物修复技术与产品，为有机污染环境的修复提供技术和理论支撑。

土壤重金属污染物微生物修复

针对矿区开采加工、污水灌溉、以及污泥回用等造成的土壤重金属污染加重的趋势，开展重金属污染生态环境微生物资源、微生物多样性等研究，研究重金属活化微生物的重金属抗性机制，阐明微生物活化土壤重金属的分子机制，研究重金属转化微生物与超积累植物之间的互作，为通过微生物与植物联合作用修复土壤重金属污染提供技术支撑。采用微生物淋滤技术去除污泥中的重金属，从源头上控制重金属污染。

微生物肥料与生物农药

针对化肥等化学品大量投入、秸秆纤维质废弃物利用率低等导致的农田生态系统恶化等问题，进行固氮微生物、解钾、溶磷微生物、农业废弃物高效转化微生物、秸秆高效转化食用菌、植物内生菌和农用抗菌肽资源收集，研究根瘤菌固氮及与作物互作分子机制，微生物解钾溶磷条件和机制，纤维素降解酶的高效表达以及发酵工艺条件，内生真菌在作物抗病虫害和抗旱中的作用条件和机制，食用菌高产栽培技术，抗菌肽抗菌机制等，开发新型生物肥料和生物农药，为农田减少化学品投入和废弃物资源化利用提供理论依据和技术支持。

土壤分子生态学

针对微生物在土壤元素转化、土壤质量维持以及污染环境响应中的作用，采用分子生物学技术认识土壤微生物多样性、群落结构以及在土壤养分转化中的作用，阐明微生物群落响应污染环境的过程与机制，通过宏基因组文库构建发掘微生物基因资源和未培养微生物资源，为土壤微生物基因与菌株资源利用、土壤微生物区系调控和土壤质量保护提供理论依据和技术支撑。